卡托普利合成工藝改進及有關物質合成

孫忠華, 葉 欣, 王 吉, 胡小麗, 陳益林, 宦玉亮, 朱怡君

(上藥集團 常州制藥廠有限公司，江蘇 常州 213018)

卡托普利(Captopril, 1)，化學名為(2S)-1-(3-巰基-2-甲基-1-氧代丙基)-L-脯氨酸，是由百時美施貴寶公司開發上市的首個血管緊張素轉化酶(ACEI)抑制劑[1-2]，對多種類型高血壓和充血性心力衰竭患者均有明顯療效[3-6]。近年來，1還被用于治療肝硬化腹水[7-8]、肝纖維[9]、糖尿病并發癥[10]、類風濕性關節炎[11]、甲狀腺亢進[12-13]、腎功能衰竭[14]和腹膜透析[15]等疾病。

文獻[16-18]報道1的合成方法為，1-((2S)-2-甲基-3-乙酰巰基丙酰氯和L-脯氨酸酰胺縮合制得1-((2S)-2-甲基-3-乙酰巰基-1-氧代丙基)-L-脯氨酸，該化合物經液堿水解、溶劑精制合成原料藥。該方法主要存在液堿水解導致反應中二硫化物(3)等氧化雜質增多的問題，需增加鋅粉還原步驟，不僅操作繁瑣，還降低產率，且還原后的鋅渣屬于高?！叭龔U”，生產成本增加。

本文在文獻方法的基礎上，對關鍵水解條件進行了改進，直接以1-((2S)-2-甲基-3-乙酰巰基-1-氧代丙基)-L-脯氨酸為起始原料，采用酸法水解、鹽析得到1粗品，純化水精制得原料藥(Scheme1)，總收率85%，純度99.72%。同時，為增強1的質量控制，合成了1的5種雜質(3～7)，雜質7和4未見報道，雜質3, 5, 6為歐洲藥典雜質。其中，雜質5僅有文獻報道其非手性異構體合成方法[19]，收率僅39%，雜質6僅有文獻報道其結構式[20]。

Scheme 1

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

YRT-3型熔點儀；Bruker-500 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)； SPD-20AD型高效液相色譜儀；Q-TOF型高分辨質譜儀。

2，常州制藥廠有限公司；二環己基碳二亞胺(DCC)， 1-羥基苯并三唑(HOBt)， 3-巰基-2S-甲基丙酸，薩恩化學技術(上海)有限公司；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 1的合成

在1 L三口燒瓶中，依次加入1-((2S)-2-甲基-3-乙酰巰基-1-氧代丙基)-L-脯氨酸2 300 g(1.157 mol)和3 mol/L稀鹽酸600 mL(1.8 mol)，于60 ℃反應4 h(TLC監測)。冷卻至20 ℃，加入晶種(0.5wt%)，分批加入氯化鈉150 g，攪拌下于0 ℃保溫4 h。抽濾得粗品220 g。

(2) (2S,2′S)-1,1′-((2S,2′S)-3,3′-二硫二(2-甲基丙?；?)二(吡咯烷-2-甲酸)(3)的合成

在50 mL三口燒瓶中加入1 10 g(46mmol)，緩慢滴加30%雙氧水4 g(35.3 mmol)，攪拌下反應6 h。抽濾，濾餅于80 ℃干燥得白色固體3 8.3 g，收率86%(20%[23])， HPLC純度99.62%， m.p.224～226 ℃;1H NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 1.10(d,J=7.5 Hz, 6H, CH3), 1.84～2.16(m, 8H, CH2), 2.60～2.70(m, 2H, CH), 2.89～2.94(m, 4H, CH2), 3.48(t,J=5.0 Hz, 4H, CH2), 4.37(t,J=5.0 Hz, 2H, CH), 12.44(s, 2H, COOH);13C NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 173.3, 172.2, 58.3, 46.5, 41.2, 36.9, 28.7, 24.4, 16.5； HR-MS(ESI)m/z: calcd for C18H28N2O6S2{[M-H]-}431.1389, found 431.1314。

(3) (S)-1-((S)-3-(((S)-1-((S)-3-巰基-2-甲基丙酰)吡咯烷-2-甲酰)巰基-2-甲基丙酰)吡咯烷-2-甲酸(4)的合成

在100 mL三口燒瓶中加入1 10 g(46.1mmol)和二氯甲烷50 mL，攪拌溶清，降溫至0 ℃，滴加氯化亞砜8.22 g(69mmol)，滴畢(<5 ℃)，攪拌下反應6 h。滴加1 10 g的二氯甲烷(20 mL)溶液，滴畢，于室溫反應8 h。濃縮，殘余物經硅膠柱層析(洗脫劑：A=DCM/MeOH=20/1)純化再經制備液相純化得白色固體4 1.3 g，收率6.8%， HPLC純度97.0%， m.p.136～139 ℃;1H NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 1.03(d,J=7.5 Hz, 3H, CH3), 1.06(d,J=7.5 Hz, 3H, CH3), 1.77～2.22(m, 8H, CH2), 2.13～2.76(m, 4H, CH2), 2.79～2.99(m, 2H, CH), 3.39～3.67(m, 4H, CH2), 4.15～4.17(m, 1H, CH), 4.48～4.51(m, 1H, CH), 7.45(s, 1H, COOH);13C NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 201.6, 174.0, 173.9, 173.0, 66.1, 58.9, 47.5, 47.1, 41.9, 38.1, 31.4, 30.0, 29.3, 27.5, 25.0, 24.9, 17.3, 16.9; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C18H28N2O5S2{[M+H]+}417.1440, found 417.1510。

(4) 3,3′-二硫二(2S)-2-甲基丙酸(5)的合成

在50 mL三口燒瓶中依次加入3-巰基-2S-甲基丙酸5 g(41.6 mmol)，水25 mL和固體碘10.6 g(41.6 mmol),攪拌反應2 h。抽濾，濾餅用水洗滌，真空干燥得白色固體5 3.5 g，收率69.5%， HPLC純度97.6%， m.p.123～125 ℃;1H NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 1.15(d,J= 7.5Hz, 6H, CH3), 2.67～2.79(m, 4H, CH2), 2.93～2.99(m, 2H, CH), 12.40(s, 2H, COOH);13C NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 181.1, 46.9, 44.3, 21.8; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C8H14O4S2{[M-H]-}237.0334, found 237.0260。

(5) (S)-1-((S)-3-(((S)-1-羧基-2-丙基)二硫)-2-甲基丙酰)吡咯烷-2-甲酸(6)的合成

在50 mL三口瓶中依次加入3-巰基-2S-甲基丙酸5 g(41.6mmol)， 1 9 g(41.4 mmol)和水25 mL，攪拌溶清，緩慢加入碘10.6 g(41.6 mmol)，攪拌下反應4 h。用二氯甲烷萃取，有機層用無水硫酸鈉干燥，濃縮，殘余物經硅膠柱層析(洗脫劑：A)純化得白色固體6 3.2 g，收率22.8%， HPLC純度96.5%， m.p.80～85 ℃;1H NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 1.09(d,J=7.5 Hz, 3H, CH3), 1.15(d,J=8.0 Hz, 3H, CH3), 1.83～2.12 (m, 4H, CH2), 2.67～2.69(m, 3H, CH2, CH), 2.93～2.97(m, 3H, CH2, CH), 3.57～3.60(m, 2H, CH2), 4.22～4.53(m, 1H, CH), 12.45(s, 2H, COOH);13C NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 176.4, 174.0, 172.8, 59.0, 47.2, 42.1, 42.0, 37.6, 29.4, 25.1, 22.7, 17.1; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C13H21NO5S2{[M+H]+}336.0861, found 336.0931。

(6) (S)-1-((S)-3-(((S)-1-((S)-3-(((S)-1-((S)-3-巰基-2-甲基丙酰)吡咯烷-2-甲酰)巰基)-2-甲基丙酰)吡咯烷-2-甲酰)巰基)-2-甲基丙酰)吡咯烷-2-甲酸(7)的合成

在100 mL三口燒瓶中加入1 8.7 g(40 mmol)， HOBt 4.05 g(30 mmol)和二氯甲烷50 mL， 攪拌溶清，降溫至0 ℃，滴加二環己基碳二亞胺4.12 g(20 mmol)的二氯甲烷(20 mL)溶液，滴畢，于室溫反應24 h。過濾，濾液濃縮，殘余物經硅膠柱層析(洗脫劑：A=10/1)純化得白色固體7 0.77 g，收率9.4%， m.p.155～157 ℃;1H NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 1.03～1.07(m, 9H, CH3), 1.82～2.17(m, 12H, CH2), 2.40～2.42(m, 1H, SH), 2.63～2.86(m, 9H, CH2, CH), 3.35～3.63(m, 6H, CH2, CH), 4.15～4.16(m, 1H, CH), 4.17～4.52(m, 2H, CH), 12.39(s, 1H, COOH);13C NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ: 201.6, 201.5, 174.0, 173.9, 173.7, 172.9, 66.2, 59.2, 58.9, 47.6, 47.5, 47.1, 41.9, 38.2, 38.0, 32.5, 31.5, 31.3, 30.1, 29.4, 27.6, 25.0, 25.0, 24.9, 17.4, 17.1, 17.0; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C27H41N3O7S3{[M+H]+}616.2107, found 616.2115。

2 結果與討論

在1的水解合成工藝優化中，首先篩選了幾種常用的無機酸。發現硫酸有氧化性，雜質3含量較高，磷酸酸性較弱，即使回流仍有大量原料2剩余，鹽酸效果最好；接著對鹽酸濃度、水解溫度、反應時間進行了研究。發現當鹽酸濃度較低(1～2 mol/L)時，反應12 h仍有大量原料剩余；鹽酸濃度較高(5～6 mol/L)或者反應溫度較高(80～90 ℃)時，會生成較多脫水二聚雜質4，且會過度水解酰胺鍵生成巰基異丁酸，導致收率降低。

合成3～7時，氧化雜質3采用雙氧水氧化，5和6則用碘氧化，原因在于雜質5和6含有巰基異丁酸小分子結構，雙氧水氧化較易產生亞砜雜質；起始物料的手性純度決定了目標氧化雜質的純度，目標雜質均為單一構型，因此起始物料也需較高的單一構型純度，否則會生成非對映異構體，導致純度降低。

對卡托普利原料藥的合成工藝進行了優化，革除了原工藝中的鋅粉還原步驟，減少了固廢排放，降低了生產成本。合成了卡托普利的5種雜質，為其質量控制提供了參考。